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时间分辨光谱基础


作者:
郭础
定价:
79.00元
ISBN:
978-7-04-036009-7
版面字数:
570.000千字
开本:
16开
全书页数:
540页
装帧形式:
精装
重点项目:
暂无
出版时间:
2012-10-19
物料号:
36009-00
读者对象:
学术著作
一级分类:
自然科学
二级分类:
材料
三级分类:
纳米技术

时间分辨光谱是在传统的光谱学基础上结合光脉冲技术和微弱、瞬变光信号检测方法而发展起来的一门新兴学术领域。它通过实时监测分子体系的电子吸收、荧光发射以及Raman散射等光谱学现象,跟踪某些物理、化学过程,或呈现特定的生命功能瞬间的分子结构演变,激发态弛豫、分子间能量传递、电子转移及以空间取向变换等基元运动变化步骤的化学动态学机理, 在原子水平上对分子运动变化过程的微观图景给出直观描述,使人们能在客观、准确的事实基础上揭示物质分子的一些物理、化学行为以及生命现象奥秘,为巧妙、有效地控制对某些令人感兴趣的分子过程提供重要科学启示,并为研究发展新型光子、光子学器件可靠的事实依据。

本书是作者多年科研实践经验、结合在纽约市立大学研究生院授课讲稿的基础上写成的,在系统综述化学动态态学微观过程、激光脉冲技术、微弱和瞬变光信号检测及数据处理方法的同时,分别介绍几种主要的时间分辨光谱测量及其典型应用实例,其中包括对在分子水平上探讨光合作用原初过程微观机理。本书适于作为物理化学、化学物理专业学生、研究生教材,也适合作为功能材料、分子器件以及生物工程等新兴交叉科学研究人员的参考读物。

  • 前辅文
  • 第1章 时间分辨光谱概述
    • 1.1 时间分辨光谱的基本原理
    • 1.2 时间分辨光谱发展的简要回顾
  • 第2章 分子运动变化的微观动态学过程
    • 2.1 分子的状态描述及其能量计算方法
    • 2.2 分子在不同状态间的跃迁概率
    • 2.3 分子在不同量子状态间的辐射跃迁—爱因斯坦辐射跃迁概率和Franck-Condon 原理
    • 2.4 分子在不同量子状态间的无辐射跃迁
    • 2.5 激发能传递
      • 2.5.1 共振传能机理
      • 2.5.2 非弹性碰撞传能和激子能量传递
    • 2.6 电子转移
      • 2.6.1 电子转移速率的经典理论描述
      • 2.6.2 电子转移速率的量子理论描述
    • 2.7 分子转动扩散
    • 2.8 激发态分子过程动力学
      • 2.8.1 不同波形脉冲激发的简单激发态分子过程的动力学规律
      • 2.8.2 脉冲激发的复杂激发态分子过程的衰变动力学规律
    • 附录2.1 相互可逆转换的激发态分子衰变过程的动力学方程
  • 第3章 光脉冲技术的基本知识
    • 3.1 脉冲放电闪光灯
    • 3.2 脉冲激光器
      • 3.2.1 固体激光器
      • 3.2.2 气体激光器
      • 3.2.3 半导体激光器
      • 3.2.4 有机液体染料激光器
    • 3.3 光束传输参数变换
      • 3.3.1 光束空间传播方向变换—折射、聚焦和准直
      • 3.3.2 光束偏振特性的选择和控制
      • 3.3.3 光束的波长选择
      • 3.3.4 光束传播的时间选通
    • 3.4 激光器的Q 调制和锁模
      • 3.4.1 激光器的Q 调制
      • 3.4.2 激光器的锁模
    • 3.5 单一激光脉冲“选取”
    • 3.6 激光脉冲的光谱频率调制
      • 3.6.1 光学混频
      • 3.6.2 谐波产生
      • 3.6.3 光参量振荡
      • 3.6.4 受激拉曼散射
    • 3.7 激光脉冲的能量放大
      • 3.7.1 激光脉冲振辐变换过程分析
      • 3.7.2 激光脉冲能量放大系统的原理结构设计
      • 3.7.3 激光脉冲能量放大方法中的几个技术考虑
    • 3.8 激光脉冲的时间特性调制—脉冲宽度“压缩”
  • 第4章 微弱、瞬变光谱信号探测及数据处理
    • 4.1 光信号探测器的基本特性参数及噪声
      • 4.1.1 光信号探测器的基本特性参数
      • 4.1.2 光信号探测器的噪声
    • 4.2 光电探测器的类型
      • 4.2.1 光电倍增管
      • 4.2.2 光二极管及列阵式光探测器
      • 4.2.3 条纹摄像管
    • 4.3 信号再生技术
      • 4.3.1 锁相放大
      • 4.3.2 信号平均
      • 4.3.3 光子计数
    • 4.4 微弱、瞬变超短脉冲信号的非线性光学方法测量
      • 4.4.1 激光超短脉冲宽度测量
      • 4.4.2 快速分子过程的高时间分辨跟踪监测
    • 4.5 脉冲光信号测量结果的数据处理
      • 4.5.1 基本考虑
      • 4.5.2 实验测量结果修正
      • 4.5.3 解卷积处理的数学方法
      • 4.5.4 实验数据处理中的几个实际问题
  • 第5章 时间分辨吸收光谱方法
    • 5.1 分子吸收光谱的特征参数
      • 5.1.1 分子吸收光谱的频率特性
      • 5.1.2 分子吸收光谱的强度
      • 5.1.3 环境对电子吸收光谱的影响
      • 5.1.4 吸收光谱实验测量中的几点技术考虑
    • 5.2 时间分辨吸收光谱方法的原型—闪光光解
      • 5.2.1 通用设备单元及相关的技术考虑
      • 5.2.2 动力学光度测量技术
      • 5.2.3 闪光光谱测量技术
      • 5.2.4 应用示例
    • 5.3 激光闪光光解-激发-探测双脉冲时间分辨吸收光谱方法
      • 5.3.1 样品选择激发用的光脉冲
      • 5.3.2 瞬态吸收探测用的激光脉冲
      • 5.3.3 激发和探测光脉冲间的时间同步和相对时间延迟
      • 5.3.4 激发和探测光路设计
      • 5.3.5 瞬态吸收的时间分辨吸收光谱的信号检测
      • 5.3.6 典型的激发-探测双脉冲时间分辨吸收测量系统
    • 5.4 ns 激发-探测双脉冲时间分辨吸收光谱的典型应用实例—醌类分子的电子激发三重态行为
    • 5.5 ps、fs 激发-探测双脉冲时间分辨吸收光谱的典型应用
      • 5.5.1 激发态分子在不同电子状态间的内转换—Sn→Sn−1、Tn→Tn−1、系间蹿跃等无辐射跃迁过程
      • 5.5.2 分子空间取向弛豫
      • 5.5.3 分子内和分子间的电子转移
    • 附录5.1 一些常用有机溶剂的性质参数
  • 第6章 时间分辨荧光光谱方法
    • 6.1 分子荧光光谱的几个基本特性参数
      • 6.1.1 分子荧光的频率特性
      • 6.1.2 分子荧光的偏振特性
      • 6.1.3 分子荧光的时间特性及荧光量子产率
      • 6.1.4 分子荧光的猝灭现象—Stern-Volmer 方程
    • 6.2 荧光强度测量的影响因素修正
      • 6.2.1 自吸收效应
      • 6.2.2 几何光学因素考虑
      • 6.2.3 光栅效应修正
    • 6.3 分子荧光过程的实时监测
      • 6.3.1 条纹摄像技术用于荧光过程的实时测量的几个基本技术考虑
      • 6.3.2 典型的条纹摄像测量实验装置
    • 6.4 荧光衰变过程的脉冲取样测量
      • 6.4.1 电子学取样测量
      • 6.4.2 光学取样测量
    • 6.5 荧光过程的时间相关单光子计数测量
      • 6.5.1 基本原理
      • 6.5.2 测量方法
      • 6.5.3 方法特点
      • 6.5.4 测量系统和设备单元
      • 6.5.5 几点具体的实验技术考虑
    • 6.6 荧光衰变过程的相位调制测量方法
    • 6.7 荧光衰变过程测量及荧光发射光谱谱图应用
      • 6.7.1 荧光强度衰变测量及典型应用
      • 6.7.2 时间分辨荧光发射光谱谱图测量及典型应用
    • 6.8 荧光各向异性弛豫及应用
      • 6.8.1 一般理论描述
      • 6.8.2 影响荧光各向异性弛豫过程动力学规律的一些因素
      • 6.8.3 荧光各向异性弛豫过程的测量方法及一些技术考虑
      • 6.8.4 荧光各向异性弛豫过程测量方法的一些应用实例
  • 第7章 时间分辨拉曼光谱方法
    • 7.1 拉曼散射的产生原理及特性—经典理论描述
      • 7.1.1 拉曼散射的产生原理
      • 7.1.2 拉曼散射的光强度及偏振特性
    • 7.2 拉曼散射和分子振动的量子理论分析
      • 7.2.1 拉曼散射现象的量子理论描述
      • 7.2.2 拉曼散射的频率特性—非简谐振动和费米共振现象
      • 7.2.3 拉曼散射的强度特性—共振增强效应
    • 7.3 简正振动频率计算
      • 7.3.1 分子振动的经典理论描述—简正振动模式
      • 7.3.2 多原子分子振动的内坐标和对称坐标表述
      • 7.3.3 分子振动频率的定量计算示例
      • 7.3.4 多原子分子振动的简正坐标分析方法概述
      • 7.3.5 简正坐标分析用的各种力场
    • 7.4 拉曼散射频率和分子结构关联—光谱谱带归属
    • 7.5 拉曼散射光谱测量的基本实验设备
      • 7.5.1 激发光源
      • 7.5.2 拉曼散射样品激发及散射光信号采集
      • 7.5.3 分光用的色散单元
      • 7.5.4 拉曼散射的样品处理
      • 7.5.5 拉曼散射信号的检测
      • 7.5.6 拉曼散射信号的频率和强度标定
    • 7.6 时间分辨拉曼散射光谱测量中的技术考虑及典型的实验系统设计
      • 7.6.1 拉曼散射信号增强
      • 7.6.2 荧光背景抑制
    • 7.7 时间分辨拉曼散射光谱应用的典型事例
    • 附录7.1 拉曼散射光谱谱带的基团频率
    • 附录7.2 四苯基卟啉拉曼振动模
    • 附录7.3 光谱信号的傅里叶变换检测
  • 第8章 时间分辨光谱应用的新课题
    • 8.1 人们对光合作用过程已知道了些什么
    • 8.2 时间分辨光谱研究告诉了人们些什么
    • 8.3 令人感兴趣的一个时间分辨光谱研究课题

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